| 1
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS
Editores Alejandro Antúnez B.
Marcelo Vidal S. Sofía Felmer E. Marisol González Y.
Riego por Pulsos en
Maíz Grano
| 3 Editores: Editores Alejandro Antúnez B. Marcelo Vidal S. Sofía Felmer E. Marisol González Y. INIA 2015
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS
El presente Boletín entrega los principales resultados obtenidos en el marco del Proyecto FIC “Mejoramiento de la competividad del maíz mediante la implementación del riego por pulsos en la Región de O’Higgins”, realizado entre los años 2011 al 2015, con el apoyo financiero del Gobierno Regional de la Región del Libertador Bernardo O’Higgins.
Editores:
Alejandro Antúnez B. Ingeniero Agrónomo. Ph. D. INIA - La Platina. Marcelo Vidal S. Ingeniero Agrónomo. INIA - Rayentué.
Sofía Felmer E. Ingeniero Agrónomo. INIA - Rayentué.
Marisol González Y. Ingeniero Agrónomo. M. Phil. INIA - La Platina. Director Responsable:
Nilo Covacevich C.
Ingeniero Agrónomo. Ph. D. Director Regional INIA - Rayentué. Boletín INIA Nº 312
Cita bibliográfica correcta:
Antúnez, A.; Vidal, M.; Felmer, S y González, M. (Eds.). 2015. “Riego por Pulsos en Maíz Grano”. Rengo, Chile. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Boletín INIA Nº 312, 114 p.
2015. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA CRI- Rayentué. Av. Salamanca s/n, Km 105 ruta 5 sur. Sector los Choapinos. Rengo. Teléfono (72- 2521 686).
ISSN 0717 – 4829.
Permitida su reproducción total o parcial citando la fuente y los autores.
Corrección de textos: Marisol González Y., Ing. Agr. M. Phil. INIA - La Platina.
Secretaria: Bianca Cabañas R.
Diseño y Diagramación: Marketing & Comunicación. Impresión: Marketing & Comunicación.
AGRADECIMIENTOS
L
os editores agradecen al Gobierno Regional de la Regióndel Libertador Bernardo O’Higgins, el financiamiento de iniciativas que contribuyen al desarrollo productivo sustentable de la Región. Este trabajo no hubiera sido posible, sin la activa participación de agricultores productores de Maíz grano, quienes permitieron gentilmente la validación y extensión del riego por surcos mediante pulsos en sus predios. En particular, los autores agradecen al Liceo Agrícola El Carmen de San Fernando y al Fundo Las Arañas de Chépica, quienes permitieron realizar las evaluaciones de eficiencia de riego en sus predios.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN _____________________________________________________9 CAPÍTULO 1
Estructura de Costos de la Producción de Maíz Grano en la Región de O’Higgins __________________________________________________________11
1.1 Introducción __________________________________________________13 1.2 Mercado internacional ___________________________________________13 1.3 Mercado nacional______________________________________________15 1.4 Precios nacionales ______________________________________________16 1.5 Costos de producción y análisis de rentabilidad __________________17 1.6 Costos totales por productor ____________________________________21 1.7 Promedios de costos _________________________________________24 1.8 Determinación del margen bruto promedio obtenido en la zona ___26 1.9 Conclusiones _________________________________________________28 CAPÍTULO 2
Propiedades Físico-Hídricas del Suelo en el Cultivo del Maíz Grano ____31 2.1 Introdución ______________________________________________________33 2.2 Densidad real (Dr) y densidad aparente (DA) _______________________35 2.3 Caracterización de propiedades Físico-Hídricas del suelo
y crecimiento de raíces en maíz cultivado bajo riego por surcos en la región de O’Higgins_______________________________________39 2.4 Densidad de raíces y rendimiento de los predios bajo estudio ______41 2.5 Porosidad total y capacidad de aire ______________________________42 2.6 Influencia de la densidad de raíces sobre el rendimiento del maíz __45 2.7 Conclusiones_____________________________________________________49
CAPÍTULO 3
Fracción de Agua No Limitante para el Cultivo del Maíz _____________51 3.1 Fracción de Agua No Limitante ________________________________53 3.2 Factores que modifican la Fracción de Agua No Limitante ________55 3.2.1 Propiedades físicas del suelo ________________________________55 3.2.2 Manejo agronómico _______________________________________56 3.2.3 Determinación de la Fracción de Agua No Limitante ___________57 3.3 Conclusiones _______________________________________________62 CAPÍTULO 4
Mejoramiento del Riego Superficial del Maíz en la
Región de O’Higgins ________________________________________________63 4.1 Introducción ___________________________________________________65 4.2 Riego superficial _______________________________________________66 4.3 Riego por surcos mediante pulsos _______________________________68 4.3.1 Descripción de la técnica de riego por surcos mediante pulsos__70 4.3.2 Ventajas y desventajas del riego por surcos mediante pulsos ____71 4.4 Propuesta tecnológica para el mejoramiento del riego superficial en maíz _______________________________________________________72 4.5 Factores que afectan la eficiencia de riego superficial ___________76 4.6 Determinación de las necesidades hídricas del maíz _____________78 CAPÍTULO 5
Antecedentes Nutricionales del Cultivo del Maíz en Chile ____________81 5.1 Introducción _____________________________________________________83 5.2 Dinámica de absorción de NPK en maíz___________________________84 5.3 Eficiencia de uso de nutrientes ____________________________________85 5.4 Contaminación por lixiviación de Nitratos (NO3-) ___________________86 5.5 Recomendaciones de fertilización para el cultivo del maíz__________87 5.6 Aporte del suelo _______________________________________________ 88 5.7 Extracción de nutrientes del cultivo_______________________________89 5.8 Recomendación de dosis de fertilización NPK a aplicar en maíz
grano ________________________________________________________91 5.9 Manejo de la fertilización del maíz _______________________________92
6.1 Introducción ________________________________________________99 6.2 Momento de aplicación ________________________________________99 6.3 Evaluación de la Fertirrigación Nitrogenada en riego por
surcosmediante pulsos ______________________________________100 6.4 Acumulación de masa seca del cultivo.________________________105 6.5 Extracción de N _____________________________________________107 6.6 Tasa de acumulación de nitrógeno ____________________________108 6.7 Extracción de P _____________________________________________109 6.8 Distribución porcentual de P en los distintos órganos de la planta _110 6.9 Tasa de acumulación de P ___________________________________111 6.10 Extracción de K ____________________________________________111 6.11 Distribución de K en los diferentes órganos de la planta ___________112 6.12 Tasa de acumulación de K __________________________________113 6.13 Conclusiones _____________________________________________114
INTRODUCCIÓN
E
n Chile, el riego mediante surcos y por tendido son lossistemas más empleados en el país, representando, el riego superficial a casi el 70% de la superficie regada nacional. En la Región de O’Higgins, en la mayor parte de los suelos regados, se emplean métodos gravitacionales, que en la práctica alcanzan bajas eficiencias de aplicación. Los productores de maíz grano, por tradición, costos o rentabilidad de sus cultivos, no consideran invertir en sistemas de riego presurizados. La escasa aplicación de tecnología al riego superficial en la región, se refleja en la falta de labores de acondicionamiento del suelo para el riego (emparejamiento de suelo), asociado a un bajo control de caudales aplicados a cada surco, sin mencionar la ausencia total de un diseño del riego por surcos ajustado al tipo de suelo y cultivo. Todo lo anterior, determina que la eficiencia de aplicación del agua de riego, alcance en muchos casos a valores inferiores al 35%.
Con el financiamiento del Gobierno Regional de la Región del Libertador Bernardo O’Higgins, por medio del Proyecto FIC “Mejoramiento de la competividad del Maíz mediante la implementación del riego por pulsos”, ejecutado entre los años 2011 y 2015, el Instituto de Investigaciones Agropecuarias, apoyado por los Centros Regionales de Investigación INIA Rayentué y La Platina, entregan en este Boletín, el resumen de resultados de tres temporadas de ensayos y evaluaciones, que han contado con la colaboración y apoyo de los agricultores dedicados al cultivo del maíz, a quienes está dirigido este esfuerzo.
Alejandro Antúnez Barría Ing. Agrónomo, Ph. D.
CAPÍTULO 1
Estructura de Costos de la Producción de
Maíz grano en la Región de O’Higgins
Alejandro Antúnez B. Marcelo Vidal S. Roberto Morales J. Francisca Fuentes F. Jorge Fouillioux P.
Ing. Agrónomo, Ph.D Ing. Agrónomo Ing. Ejecución agrícola Ing. Agrónomo, M.B.A. Ing. Agrónomo [email protected] INIA Rayentué Universidad Mayor INIA La Platina
1.1 Introducción
D
e las siete especies más sembradas a nivel mundial,seis corresponden a cereales, entre las cuales destaca claramente el trigo, con casi 220 millones de hectáreas sembradas anualmente. Le siguen el arroz y el maíz, con alrededor de 150 y 140 millones de hectáreas sembradas anuales respectivamente. En Chile, el cultivo de cereales comprende varias especies que tienen diferentes usos y muy distintas realidades a nivel nacional. Dentro de este grupo destacan nítidamente, de acuerdo con el valor bruto de su producción, el trigo y el maíz (FIA, 2003). Estos cultivos constituyen la base productiva de una gran cantidad de explotaciones agrícolas en el país, por lo cual resulta fundamental potenciarlos para que continúen siendo competitivos en el contexto de una economía mundial cada vez más globalizada.
En la actualidad, según FAO (2001), el maíz es el primer cereal en rendimiento de grano por hectárea y el segundo cultivo del mundo en producción, después del trigo. El maíz es de gran importancia económica a nivel mundial, ya sea como alimento humano, alimento para el ganado, materia prima de un gran número de productos industriales y en producción de semillas. Los principales productores a nivel mundial de maíz grano son Estados Unidos y China, seguidos en importancia por Brasil y Argentina (ODEPA, 2013a). Ello significa que los precios son regulados por estos mercados, viéndose el precio afectado directamente ante cualquier alteración en sus producciones y de lo cual Chile no está exento.
El éxito económico del cultivo, valorado a partir de la maximización de los rendimientos al mínimo costo, se puede lograr desarrollando una buena planificación de las labores y costos a efectuar. Parte de estas variables a controlar se relacionan con los insumos y manejo del cultivo, como:
•La elección de la semilla (híbrido). • Densidad de plantación.
• Utilización de manera racional y medida de los agroquímicos (herbicidas e insecticidas) y fertilizantes.
• Correcta y oportuna preparación de la cama se siembra. • Riegos oportunos y eficientes.
Por otra parte entre las variables que no son controlables por los agricultores, se encuentran los factores climáticos.
1.2 Mercado internacional
El maíz está considerado un commodity, es decir un producto con características relativamente homogéneas que le permiten ser transado en los mercados internacionales, dando lugar a la formación de un precio internacional que depende principalmente de la oferta y demanda del producto. En este contexto, es importante conocer a los actores relevantes en este mercado mundial, porque la relación producción/ consumo y las reservas que quedan de esta relación van a determinar en gran medida el precio internacional del maíz en el largo plazo (ODEPA, 2013a). Los principales países productores de maíz son Estados Unidos y China, con más de la mitad de la producción mundial del grano. Le siguen en importancia Brasil y Argentina.
Durante la temporada, 2012/13, Estados Unidos habría producido 273,8 millones de toneladas de maíz y en China se proyectan 208 millones de toneladas, correspondientes a 32% y 24%, respectivamente, de la producción total de 855,9 millones de toneladas proyectada en esta temporada. Para Brasil, se estima una producción de 74 millones de toneladas y para Argentina, 26,5 millones de toneladas, lo que representa 9% y 3% de la producción mundial de maíz, respectivamente (Figura 1) (ODEPA, 2013a).
Fuente: ODEPA (2013).
Figura 1. Producción mundial de maíz 2012/13 (Fuente: ODEPA, 2013). Siendo éstos los principales países productores de maíz a nivel mundial, cualquier situación que afecte la producción de alguno de ellos repercute inmediatamente en los precios internacionales del grano. Como ejemplo, lo acontecido en la temporada 2012/13, en que Estados Unidos fue afectado por una sequía que derivó en un alza en los precios internacionales (ODEPA, 2013a). 1.3 Mercado nacional
La superficie sembrada con maíz para consumo en Chile en la temporada 2012/13 fue de 106.347 hectáreas, siendo 3,5% menos que en la temporada anterior. El 98,4% de ésta área se cultivó entre la Región Metropolitana y la del BioBío, siendo la Región de O’Higgins la mayor superficie nacional, con 45.955 hectáreas representando un 39% del total nacional (ODEPA, 2013b).
El rendimiento promedio nacional estimado por el INE fue de 132,7
qq ha−1, superior a los 128,2 qq ha−1 de la temporada anterior,
lográndose mantener la producción de 1,4 millones de toneladas, a pesar de la menor superficie sembrada (ODEPA, 2013a).
El consumo aparente del maíz se ha incrementado enormemente, aumentando en un 120% entre los años 1990 y 2001. Este
aumento, producto de la gran expansión que han tenido las industrias productoras de aves y cerdos, tanto a nivel interno como de exportaciones, determinando que las importaciones de maíz crecieran desde aproximadamente 90.000 toneladas, en 1990, hasta 1.270.000 toneladas en el año 2001. Las importaciones anuales de maíz, entre los años 1999 y 2001, han alcanzado más del 60% de los requerimientos del país (FIA, 2003). El fuerte incremento en las importaciones de maíz partido se produjo hasta el año 2011 y se interrumpió a partir de esa fecha por una salvaguarda en el año 2012 y un derecho antidumping provisional en el año 2013. El porcentaje de maíz partido importado a Chile, en relación al total de maíz importado (entero más partido), ha disminuido, luego del máximo alcanzado en 2011. En ese año se importaron 302.003 toneladas de maíz partido, que representaron un 31,2% del total de maíz importado (968.019 toneladas). 1.4 Precios nacionales
El precio promedio nacional informado por la industria en el período enero-agosto de 2013 fue un 3% inferior al precio del mismo período de 2012. En agosto esta diferencia se aumentó a 17%, por el aumento de los precios en ese mes del año 2012 (Cuadro 1).
Cuadro 1. Precios mensuales promedio informados por la industria, en la Región
del L. B. O’Higgins ($/kilo nominal).
Año/Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Promedio
2012 141 s/c s/c 132 130 126 133 152 136
2013 146 s/c 143 130 125 128 128 126 133
s/c: Sin información de compras. Fuente: ODEPA (2013).
La caída en los precios nacionales que caracterizó el inicio de la cosecha nacional en 2013 se prolongó hasta mayo, mes en que alcanzó un mínimo de $122,37 por kilo. A partir de esa fecha, los precios nacionales no han tenido grandes variaciones y se
han mantenido relativamente constantes, entre $125 y $126 por kilo, con un promedio de $125,67. Esta situación se ha repetido en regiones. El precio medio más alto en el período abril-agosto se informó en la Región Metropolitana: $ 136,12 por kilo, con un máximo de $138 en julio y agosto y un mínimo de $130 en mayo (ODEPA, 2013a).
1.5 Costos de producción y análisis de rentabilidad
La tecnología empleada para producir maíz en Chile es alta, estando en general acompañada de mecanización y del uso de una buena cantidad y calidad de agroinsumos. Sin embargo, se estima que un porcentaje no menor de productores podría mejorar el nivel de la tecnología empleada.
Los costos de producción de cualquier cultivo, se establecen sobre la base de situaciones promedio, las que evidentemente sufren variaciones dependiendo de las condiciones y características de cada productor. De cualquier forma, los costos que se plantean para cada situación y cultivo son bastante representativos, y pueden ajustarse a la realidad de la gran mayoría los productores. Por otra parte, la rentabilidad de los cultivos, estará dada por la relación que exista entre los costos de producción y el rendimiento obtenido.
La eficiencia, tanto en la producción como en la gestión, es relevante para lograr competitividad y así afianzar definitivamente el cultivo de maíz en Chile. Ya sea por falta de competitividad y/o por despreocupación, son muchos los temas productivos que se manejan en forma ineficiente y que afectan los rendimientos y los costos de producción.
Para evaluar la estructura de costos directos asociados a la producción de maíz grano en agricultores de la Región del Libertador Bernardo O’Higgins, se llevó a cabo una recopilación de estos costos a través de 20 agricultores de la región distribuidos en diferentes zonas con superficies en un rango no inferior a las 5 ha y no mayor a las 50 ha sembradas.
Las comunas donde se desarrolla el cultivo en los casos estudiados fueron: Chépica, Chimbarongo, Nancagua, Pichidegua, San Fernando, San Vicente de Tagua Tagua y Santa Cruz.
Los principales aspectos considerados en la pauta de entrevista, fueron:
• Labores de cultivo que estén en directa relación con la producción del maíz grano, como el manejo del rastrojo, preparación de suelo, utilización de maquinaria, aplicaciones de agroquímicos, riegos, aporca, trilla, entre otros.
• Insumos utilizados: herbicidas, insecticidas, fertilizantes y semilla. • Rendimiento por hectárea y precio de venta por kilógramo. Para la evaluación de la estructura de costos por productor, se realizó una ficha de costos, a partir del registro de labores agrícolas de cada predio. Estos datos se agruparon en los ítems mano de obra, maquinaria e insumos.
El ítem mano de obra, consiste en el apoyo de jornales para la realización de las principales labores del cultivo que son la que a continuación se indican:
• Riego pre siembra: Efectuado por tendido para favorecer la germinación y emergencia de las plantas en un suelo con una adecuada humedad.
• Apoyo a la siembra: Supervisión y cargado de la maquina sembradora.
• Riego: Mano de obra encargada de realizar el riego del cultivo durante la temporada.
• Paleo Regueros: Desmalezamiento y mantención del canal de riego.
• Apoyo a la cosecha: Supervisión de cosecha y traslado de carga cosechada.
Para cada una de estas labores, se indicó la cantidad de jornadas hombre por actividad, las que se expresan en unidad de jornada hombre (JH). El costo por JH va desde los $10.000 hasta los $15.000 por hectárea/día, dependiendo de cada caso particular.
Para los casos que realizan sus propias labores y no cancelan el servicio a un tercero, se les asignó un valor medio de $12.500 por hectárea/día. De la suma de estas actividades, resulta el costo total de mano de obra.
En el ítem maquinaria, se presenta las labores de maquinaria por hectárea, lo cual indica el uso de maquinaria en las labores realizadas por cada caso. Se incluye el uso del tractor considerando el operador y la utilización de implementos.
Las labores principales desde la preparación de suelos hasta la cosecha, aunque variable entre productores, son:
• Picado de rastrojo: Triturado de la caña dejada desde la cosecha.
• Quemado de rastrojo: Quema de la caña dejada desde la cosecha.
• Incorporación de rastrojo: Una vez picada la caña de maíz, se incorpora al suelo, para fomentar su descomposición.
• Aplicaciones de agroquímicos: Herbicidas y/o insecticidas. • Arados: Movimiento de tierra como parte de la preparación de
suelo.
• Rastras: Mullimiento de la tierra, posterior a la aradura.
• Arado acequiador: Para abrir las regueras y acequias de riego. • Siembra: Con sembradora de precisión en el suelo preparado. • Aporca: Apertura de los surcos de riego.
• Cosecha: Paso de la máquina trilladora para extraer los granos del predio.
Para cada labor se registró el número de veces que se realiza en una unidad de superficie, el costo unitario, y el costo total. El total del ítem maquinaria se obtiene a partir de la sumatoria de los costos de cada labor.
En el ítem insumos, se incluye aquellos que debe adquirir el agricultor para llevar a cabo el cultivo:
• Semillas: Variando en dosis, tipo de hibrido y origen o marca comercial.
• Herbicida: Atrazina, Frontier, Option Pro, Primagram, entre otros. • Insecticidas: Lorsban, Troya, Accent, Guardian, entre otros. • Fertilizante: Mezcla para la siembra y Urea para la aporca. • Flete: Transporte de maíz cosechado hacia el silo más cercano
de comercialización.
Se especifica el insumo con su respectiva dosis por hectárea. La unidad de medida equivale a litros (L) o kilógramos (Kg), según corresponda y unidad en bolsas (de 25 kg) para el caso de la semillas. Los productos comerciales, tipo de semilla y dosis utilizada, varían entre casos según sus necesidades, preferencias y nivel productivo.
Los precios considerados representan el valor comercial sin IVA, a los que estos productos fueron tranzados en el año 2012. Se considera el precio unitario que tiene cada producto, con lo cual según la dosis aplicada para cada uno, se obtiene el costo por hectárea del producto.
Para el flete, se consideró el rendimiento obtenido del agricultor en unidad de kilógramo, y el precio de mercado que paga cada agricultor por Kg por flete. De esta forma, el rendimiento obtenido fue multiplicado por el precio por Kg de flete, obteniéndose el costo total de este servicio.
Al relacionar los tres ítems anteriores, se obtuvo la ficha de costos directos por hectárea que tiene cada agricultor entrevistado por hectárea. Con la información sobre el precio de venta transado por los agricultores, junto a los rendimientos por hectárea, se calculó el ingreso bruto (sin impuestos). El margen bruto por hectárea se obtuvo como la diferencia entre el ingreso bruto y la suma de los costos directos totales.
1.6 Costos totales por productor
A continuación se presenta los costos de los 20 productores de maíz entrevistados. También se realizó una comparación entre las estructuras de costos a partir del resumen de las fichas de cada productor entrevistado.
En el Cuadro 2, se muestra los costos totales por ítem de cada productor.
Cuadro 2. Costos totales de cada caso por ítem (Mano de obra,
Maquinaria e Insumos).
Casos Mano de obra (a) Maquinaria (b) Insumos (c) Costo total (a+b+c)
1 $ 110.000 $ 345.000 $ 641.160 $ 1.096.160 2 $ 195.000 $ 440.000 $ 733.300 $ 1.368.300 3 $ 190.000 $ 323.000 $ 939.301 $ 1.452.301 4 $ 195.000 $ 410.000 $ 718.300 $ 1.323.300 5 $ 162.000 $ 256.260 $ 821.911 $ 1.240.171 6 $ 87.500 $ 489.000 $ 661.700 $ 1.238.200 7 $ 100.000 $ 391.000 $ 597.000 $ 1.088.000 8 $ 72.000 $ 435.000 $ 581.800 $ 1.088.800 9 $ 150.000 $ 318.000 $ 536.260 $ 1.004.260 10 $ 150.000 $ 328.000 $ 462.550 $ 940.550 11 $ 162.500 $ 304.000 $ 670.100 $ 1.136.600 12 $ 90.000 $ 163.000 $ 635.910 $ 888.910 13 $ 70.000 $ 265.000 $ 581.950 $ 916.950 14 $ 170.000 $ 323.000 $ 531.640 $ 1.024.640 15 $ 180.000 $ 235.000 $ 630.100 $ 1.045.100 16 $ 192.000 $ 269.000 $ 844.300 $ 1.305.300 17 $ 180.000 $ 308.000 $ 604.264 $ 1.092.264 18 $ 180.000 $ 326.000 $ 638.330 $ 1.144.330 19 $ 180.000 $ 221.300 $ 553.318 $ 954.618 20 $ 162.500 $ 315.000 $ 642.770 $ 1.120.270
Mano de obra: En este ítem, se registró amplias diferencias entre productores, siendo el mayor y menor costo $70.000 y $195.000, respectivamente. Existió una diferencian del 179% en este ítem entre los casos N° 13 y 2 y 4.
Esta diferencia se relaciona con el costo de la JH, que para el caso N° 13 fue de $10.000/JH, en cambio en los casos N° 2 y N° 4 equivalió a $15.000/JH. Además, esta diferencia se explica
por la cantidad de eventos de riego que cada uno de estos casos efectuó. El primero realizó sólo cuatro eventos de riego por hectárea, mientras que los dos últimos realizan 10 eventos cada uno. Lo anterior responde a las diferentes condiciones edafoclimáticas en que se desarrolla el cultivo de maíz grano en la región.
Maquinaria: En este punto también se observó grandes diferencias entre productores. El menor costo registrado en este ítem fue de $163.000 y el mayor costo de $489.000, generando una variación de un 200% entre el caso N° 12 y el caso N° 6. Esta diferencia se explica básicamente por la cantidad de labores que realizan, pues el costo por labor de maquinaria es casi el mismo para toda la zona estudiada. Al igual que en el ítem anterior, la incidencia de este ítem en los costos de cada productor se relaciona con las condiciones edafoclimáticas, aunque también tiene influencia el nivel productivo de cada agricultor (factores culturales, tamaño de la explotación, entre otros).
Insumos: El costo asociado a este ítem presentó una diferencia en torno al 100% entre el menor y el mayor costo registrado, siendo éstos de $462.550 y $939.301 entre el caso N° 10 y el caso N° 3, respectivamente. Esta diferencia se puede ver graficada en la Figura 2, y responde al mayor costo asociado a los fertilizantes utilizados (por dosis y precio) por el caso N° 3. Por el contrario, el caso N° 10 tuvo un costo de menos de la mitad en fertilizantes debido al menor precio de compra y la menor dosis utilizada. Otro factor que explica esta diferencia es el costo por flete entre uno y otro caso, porque en el caso N° 3 tuvo un costo de más del triple en este punto que el caso N° 10, esto pues el primero mencionado transportó una mayor cosecha a un mayor precio por flete V/S el segundo (15.000 kg a $10/kg vs 11.500 kg a $4/kg, respectivamente).
La diferencia entre el costo de cada ítem se presenta en la Figura 2.
Figura 2. Costo total por ítem mano de obra maquinaria e insumos para los 20
productores de maíz entrevistados en la Región de O’Higgins.
En la Figura 2, puede apreciar que el ítem de insumos superó ampliamente a los ítems mano de obra y maquinaria. Más del 50% de los agricultores, tuvo un costo para los insumos que superaron los $600.000/ha. Para el ítem de mano de obra, en cambio, en promedio se tuvo un costo en torno a los $150.000/ ha. Por otro lado, casi la totalidad de los agricultores entrevistados tuvo un costo inferior en maquinaria de $400.000/ha.
En la Figura 3, se presenta los costos totales de producción de maiz grano para los 20 agricultores entrevistados.
Figura 3. Costos directos totales por agricultor de maíz grano de la
El costo total de producción de maíz grano se obtiene con la sumatoria de los tres ítems (mano de obra, maquinaria e insumos). En el costo total se verifica una diferencia de un 63% entre el menor costo total y el mayor costo total (caso N° 12 con un costo total directo de $888.910 V/S caso N° 3, que tuvo un total de costos directos de $1.452.301, respectivamente).
Estas diferencias se explican debido a que el caso N° 3 produjo con un alto costo por el uso de insumos y de mano de obra. Para el caso N° 12 quien registró el menor costo total, se debió a que tuvo menor costo en la utilización de maquinaria y mano obra. 1.7 Promedios de costos
En el Cuadro 3, se presenta los costos totales directos medios por cada ítem.
Cuadro 3. Costos medios directos totales de los agricultores productores
de maíz de la Región de O’Higgins.
Costo total medio
Mano de obra $148.950
Maquinaria $323.228
Insumos $651.298
Total $1.123.476
Como resultado de los promedios presentados para la zona estudiada se obtuvo un costo total directo de $1.123.476 por hectárea. El ítem insumos fue un 58% de los costos totales de producción seguido del ítem maquinaria y mano de obra con un 29% y 13%, respectivamente.
El Cuadro 4, muestra el ítem insumos desglosado en semillas, fertilizantes, agroquímicos y flete. Cabe resaltar que el análisis de éste ítem fue debido al alto porcentaje que tuvo dentro del total de costos directos en la producción de maíz grano, lo cual lo convierte en el ítem de mayor relevancia (Cuadro 4).
Cuadro 4. Detalle de costos de insumos de los agricultores productores de maíz
grano de la Región de O’Higgins.
Caso Semilla Fertilizantes Agroquímicos Flete
1 $ 160.200 $ 336.000 $ 56.960 $ 80.000 2 $ 172.500 $ 372.000 $ 38.800 $ 150.000 3 $ 154.000 $ 600.000 $ 35.301 $ 150.000 4 $ 172.500 $ 372.000 $ 38.800 $ 135.000 5 $ 171.008 $ 311.000 $ 269.703 $ 70.200 6 $ 143.000 $ 255.000 $ 103.700 $ 160.000 7 $ 130.000 $ 311.000 $ 30.000 $ 126.000 8 $ 154.000 $ 255.000 $ 30.400 $ 142.000 9 $ 120.000 $ 320.000 $ 46.760 $ 49.500 10 $ 124.800 $ 260.000 $ 31.750 $ 46.000 11 $ 182.400 $ 406.000 $ 15.700 $ 66.000 12 $ 138.710 $ 362.400 $ 36.800 $ 98.000 13 $ 183.000 $ 290.000 $ 23.450 $ 85.500 14 $ 124.500 $ 327.400 $ 23.740 $ 56.000 15 $ 159.500 $ 336.000 $ 31.750 $ 102.850 16 $ 138.000 $ 582.000 $ 33.550 $ 90.750 17 $ 136.764 $ 373.200 $ 37.150 $ 57.150 18 $ 147.000 $ 304.200 $ 25.630 $ 161.500 19 $ 121.659 $ 364.250 $ 36.809 $ 30.600 20 $ 147.000 $ 333.000 $ 28.370 $ 134.400 Promedio $ 149.427 $ 353.523 $ 48.756 $ 99.593
A partir de este Cuadro, se desglosa los porcentajes de participación de cada uno de los insumos en cada caso. El mayor porcentaje de costos fueron fertilizantes, con un 54% con respecto al total de los insumos, más del doble de lo que significa el costo en semillas, con un 23%, el flete con un 15% y los agroquímicos con un 7% del total de insumos (Figura 4).
1.8 Determinación del margen bruto promedio obtenido en la zona.
El precio del maíz utilizado en este estudio, correspondió al promedio pagado durante el periodo de cosecha en la temporada 2012/13 ($12.800/qq) a los agricultores entrevistados. Así mismo el rendimiento también fue el promedio del rendimiento
que los agricultores entrevistados informaron (158 qq ha−1). Con
estos datos se obtuvo el ingreso bruto promedio a través de la multiplicación de estos valores (Cuadro 5).
Cuadro 5. Cálculo de ingreso bruto y margen bruto por hectárea
de maíz de grano. Rendimiento (qq ha-1) 158 Precio venta ($ qq-1) $ 12.800 Ingreso Bruto $ 2.022.400 Total costos ($ ha-1) $ 1.123.476 Ingreso Bruto ($ ha-1) $ 2.022.400 Ingreso Bruto $ 898.924
El margen bruto promedio fue de $898.924/ha, con un rendimiento
promedio de 158 qq ha−1 a un precio pagado de $12.800/qq.
Análisis de sensibilidad
A continuación, se presenta un análisis de sensibilidad del margen bruto promedio de los agricultores estudiados (Cuadro 6), con sensibilidad a las variables de rendimiento y precio de venta. Cabe señalar que para el cálculo del margen bruto se debió restar el costo total directo promedio de $1.123.476 del Cuadro 3 al ingreso bruto (precio de venta por rendimiento).
El análisis de sensibilidad consideró un escenario con el precio promedio por quintal de maíz y el rendimiento promedio, tomado de la zona en estudio. También consideró el menor y el mayor precio pagado, y el menor y el mayor rendimiento obtenido.
Cuadro 6. Análisis de sensibilidad del margen bruto variable a precio por quintal
de maíz y rendimiento en qq ha−1.
Margen Bruto ($ ha-1)
Rendimiento (qq ha-1) Precio venta ($ qq-1)
12.300 12.800 13.500 110 229.554 284.524 361.524 158 819.924 898.924 1.009.524 200 1.336.524 1.436.524 1.576.524
Con esto, a modo de ejemplo, en un escenario con el menor precio pagado de $12.300/qq, con un rendimiento de 158 qq
ha−1 (rendimiento promedio), se registró un margen bruto de
$819.942.
A continuación se presenta un análisis de sensibilidad, del margen bruto a distintos escenarios con alzas porcentuales en las variables mano de obra, maquinaria o insumos, en un 5, 10 y 15% sobre los costos promedio originales de cada uno de estos ítems obtenidos en este estudio.
En el Cuadro 7, se muestra la disminución porcentual del nuevo margen bruto con respecto al margen bruto original de $898.924 por hectárea, cuando una de estas variables (mano de obra, maquinaria o insumos) sube. Se muestra además el nuevo promedio del costo total y el promedio del margen bruto, para cada escenario proyectado.
Cuadro 7. Análisis de sensibilidad del margen bruto, variable a alzas porcentuales
de un 5, 10 y 15%, en los costos de mano obra, maquinaria o insumos.
Variación por ítem Promedio costo total Promedio margen bruto margen bruto originalVariación respecto al
Mano de obra (+) 5 % $ 1.130.924 $ 891.476 -0,8% (+) 10 % $ 1.146.563 $ 875.837 -2,6% (+) 15 % $ 1.172.369 $ 850.031 -15,9% Maquinaria (+) 5 % $ 1.139.638 $ 882.762 -1,8% (+) 10 % $ 1.173.577 $ 848.823 -5,6% (+) 15 % $ 1.229.576 $ 792.824 -11,9% Insumos (+) 5 % $ 156.041 $ 866.359 -3,6% (+) 10 % $ 1.224.427 $ 797.973 -11,2% (+) 15 % $ 1.337.265 $ 685.135 -23,8%
El ítem insumos, fue el más sensible a alzas en sus costos, debido a que en todos los escenarios proyectados, presentó una disminución significativa en el margen bruto. Esto debido al alto uso de fertilizantes que supera el 50% del total de los insumos. En el ítem maquinaria se obtuvo como resultado que ante alzas en los costos de 10% y 15%, que presentaron disminuciones importantes en el margen bruto. No obstante, debido a que los costos por arriendo de maquinaria fueron similares en la zona estudiada, el nivel de negociación de los casos estudiados en orden de disminuir estos costos es bajo.
Para el ítem mano de obra, se observó que un alza en este costo es relevante solo cuando éste aumenta en un 15%, En los otros casos no es relevante, por que la utilización de mano de obra es escasa.
1.9 Conclusiones
• Se registró diferencias significativas entre los casos entrevistados en cuanto al rendimiento de maíz grano, situando un promedio
de rendimiento de 158 qq ha−1.
• Para la totalidad de los casos en la estructura de costos se evidenció que el costo más alto en la producción de maíz grano, estuvo representado por el ítem insumos, abarcando el 58% del total de los costos directos. Dentro del ítem insumos, el costo de los fertilizantes, tuvo una participación mayor al 50%, seguido por las semillas, luego el flete (transporte) y los agroquímicos. • En el estudio, el margen bruto del maíz, fue más sensible a
un alza en los insumos, en todos los escenarios proyectados, y menos sensible al alza de mano de obra. El ítem mano de obra no mostró un impacto muy significativo antes alzas para el agricultor (a menos que se presente un alza de 15%), pues es poco relevante para la estructura de costo el maíz, debido a la poca utilización de ésta.
• El ítem maquinaria afectó en mayor magnitud que el ítem mano de obra con alzas de un 10 y 15%, debido a su mayor participación en la estructura de costos de maíz grano. No obstante la reducción de la incidencia de este ítem es limitada, porque el valor por arriendo de maquinaria es similar en toda la zona estudiada, revelando un escaso margen de negociación. Además en este ítem, el costo entre casos es poco variable, pues realizan labores similares entre ellos. La utilización de maquinaria depende de las condiciones de suelo que presentan los predios estudiados.
• Finalmente, quedó en evidencia que para los productores de maíz grano, desarrollar el cultivo con costos abultados no se tradujo en mayores rendimientos, debido, en muchos casos, a la sobreutilización de insumos. Por ejemplo: el exceso del uso de fertilizantes que puede ser corregido mediante recomendaciones de fertilización basadas en estudios de fertilidad de suelos y dosificación de fertilizantes de acuerdo al rendimiento potencial del suelo cultivada.
Literatura citada
FAO. 2001. El maíz en los trópicos: Mejoramiento y producción [En línea]. Roma:
FAO, 2001. [ref. de 30 Enero 2014]. Disponible en: <http://www.fao.org/docrep/003/ x7650s/x7650s00.htm>.
FIA. 2003. Cereales en Chile: situación actual y perspectivas; maíz y trigo. Santiago
de Chile: FIA, 2003. 89p. ISBN 9567874417.
ODEPA. 2013 a. Maíz: precios caen a inicios de cosecha [En línea]. Muñoz Villagrán
Marcelo. Santiago: ODEPA, Mayo 2013. [ref. de 13 de Enero 2014] <http://www. chilealimentos.com/2013/phocadownload/Alimentos_Procesados/maiz%20 precios%20caen%20a%20inicios%20de%20la%20cosecha.pdf> .
ODEPA. 2013 b. “Maíz: se aproxima una temporada complicada [En línea]. Muñoz
Villagrán Marcelo. Santiago: ODEPA, Septiembre 2013. [ref. de 15 Enero 2014] <http://www.asprocer.cl/archivos/201309_reportemazODEPA.pdf >.
CAPÍTULO 2
Propiedades Físico-Hídricas del Suelo en el
Cultivo del Maíz Grano
Alejandro Antúnez B. Sofía Felmer E. Marcelo Vidal S. Roberto Morales J. Enrique Coz L. Francisca Fuentes F.
Ing. Agrónomo, Ph.D Ing. Agrónomo Ing. Agrónomo Ing. Ejecución Agrícola Ing. Agrónomo Ing. Agrónomo, M.B.A.
[email protected] INIA Rayentué
2.1 Introdución
E
l deterioro de las propiedades físicas del suelo es uno de losprincipales problemas que enfrenta la agricultura moderna. El uso excesivo de maquinaria agrícola, la agricultura intensiva, rotación de cultivos cortos, pastoreo intensivo y la gestión inadecuada del suelo, conducen a una mala calidad física del mismo, generando la compactación y pérdida de estructura. La compactación del suelo se produce en una amplia variedad de suelos y climas. Se ve agravada por un bajo contenido de materia orgánica y por la labranza o pastoreo en un suelo con alto contenido de humedad. La compactación del suelo aumenta la resistencia mecánica y disminuye la fertilidad física a través de la disminución de almacenamiento y suministro de agua y nutrientes, lo cual acarrea a requerimientos de fertilizante adicional y al aumento de los costos de producción.
Entre las principales propiedades físicas del suelo que influyen en el crecimiento de raíces se encuentran: el medio poroso, la capacidad de aire, la densidad aparente y real de las partículas del suelo, además de indicadores de compactación como resistencia a la penetración e índice de cono.
Por otra parte, factores como la textura, capacidad de campo, punto de marchitez permanente y humedad aprovechable, se relacionan con la retención de agua en el suelo y su disponibilidad para las raíces de las plantas.
El suelo ideal para el cultivo de maíz debe ser con más de un metro de profundidad, buen drenaje, sin piedras, pH entre 6,0 y 7,0, nivelado y con adecuados contenidos de materia orgánica (sobre 3%).
El maíz también se adapta a suelos de 50 cm de profundidad efectiva, drenaje con algún grado de imperfección y algo de pedregosidad, pero su potencial de rendimiento se ve limitado.
Suelos muy pesados, por su condiciones de difícil laboreo y alta retención de humedad resultan inconvenientes para el cultivo del maíz, al igual que suelos arenosos por su tendencia a secarse rápidamente.
2.2 Efecto de las propiedades físicas del suelo en el cultivo del maíz
Textura
El término textura es una expresión de la predominancia del tamaño o rango de tamaños de las partículas del suelo, y tiene una connotación cualitativa y cuantitativa. El método típico de caracterización consiste en separarlos en tres grupos (arenas, limos y arcillas), los cuales en este estudio están definidos en su tamaño por el USDA en la Figura 5.
Fuente: (Brissio, 2005).
Figura 5. Escalas granulométricas, Internacional y USDA.
Factores como la facilidad de laboreo del suelo, la cantidad de agua y aire que puede retener, la porosidad y la velocidad de infiltración del agua están, ligadas a la textura del suelo (FAO, 2009). Un suelo con predominio de arena, posee poros de mayor tamaño y menor capacidad de retener agua, lo cual determina baja retención de humedad y permeabilidad excesiva, poca cohesión y plasticidad, además de limitadas reservas de nutrientes. En cambio, si predomina la arcilla, el suelo retiene más humedad, es poco permeable, plástico en húmedo y difícil de laborear. Por último, los suelos de mejor aptitud agrícola poseen texturas medias (francas), contienen un 10 a 20% de arcilla, no más de 50% de arena ni más de un 50% de limo.
2.2.2 Densidad real (Dr) y densidad aparente (DA)
Los suelos minerales poseen una densidad real (Dr) de 2,65 g
cm−3, correspondiendo este valor a la densidad promedio de las
distintas partículas presentes en un suelo. La arena gruesa presenta
una Dr de 2,655 g cm−3, la arena fina 2,659 g cm−3, el limo 2,798
g cm−3 y la arcilla 2,837g cm−3. Los minerales pesados (óxidos
de Fe o minerales ferro magnésicos), presentes en las partículas de suelo, generan que la Dr sea mayor, mientras que un suelo con altos contenidos de materia orgánica posee una Dr menor. La densidad aparente (Da) en cambio, representa un índice de la masa seca de partículas en un volumen total de suelo, que incluye partículas y poros. La densidad aparente es un valor que varia con la textura. Valores de Da para suelos no compactados son: en
suelos arenosos de 1,65 g cm−3; para suelos franco arenoso, 1,5 g
cm−3; suelos de textura Franca, 1,4 g cm−3; Franco Arcilloso, 1,33 g
cm−3; Arcillo Arenoso, 1,3 g cm−3 y los suelos Arcillosos, 1,25 g cm−3. La Da es un parámetro importante a considerar en la clasificación de calidad de un suelo. Suelos con valores altos de Da determinan un ambiente pobre para el crecimiento de raíces, debido a la poca aireación y una baja infiltración del agua en el suelo (FAO, 2009). Muy relacionado con la Da se encuentra el espacio poroso del suelo (P), que aloja aire o agua. El espacio poroso se desarrolla a partir de la formación del suelo, grietas, cavidades de animales o lombrices y representan los espacios por donde las raíces crecen y absorben agua (FAO, 2009). La porosidad se obtiene a partir de la relación entre la Da y la Dr. La porosidad es un índice del volumen relativo de poros en un suelo y generalmente se presenta en un rango entre 0,3 y 0,6. En un estudio realizado en Estados Unidos se demostró que la densidad aparente de un suelo afecta en gran medida la densidad de raíces de los cultivos. Mientras mayor fue la densidad aparente del suelo, se obtuvo un menor desarrollo de raíces (Unger et al., 1994). El largo de raíces y el rendimiento del maíz se ven afectados por el nivel de compactación del suelo. En un estudio en Pakistán en un suelo franco arcilloso, se demostró que los sitios donde la Da
fue mayor (1,70 g cm-3), se obtuvo la menor longitud de raíces y bajo rendimiento por unidad de superficie (Ramazan et al., 2007). Estudios realizados en Alabama, en un suelo franco arenoso en donde se analizó el efecto de tres densidades aparentes
(1,2, 1,4 y 1,6 gr cm−3) sobre el crecimiento de raíces de maíz,
se encontró fuerte relación entre la densidad aparente del suelo y el largo de raíces, lo cual está estrechamente ligado a la densidad de raíces. De esta forma, queda establecido
que una densidad aparente alta (1,6 gr cm−3) afecta
negativamente a la densidad de raíces en maíz (Duruoha, 2007). Retención de agua
La Capacidad de Campo (CDC) queda representada por la cantidad de agua que un suelo saturado es capaz de retener luego de haber sido drenado por 24 a 48 horas y que en la matriz del suelo queda retenida a una tensión de 1/3 de atmósfera. El Punto de Marchitez Permanente (PMP), es la cantidad de agua que posee un suelo donde las plantas se marchitan permanentemente, sin poder recuperarse, aun habiendo un riego. El agua está retenida a una tensión de 15 atmósferas, muy superior a la tensión que podría generar la raíz de una planta para extraerla La humedad aprovechable (HA), puede ser definida como la diferencia entre capacidad de campo y punto de marchitez permanente (Kirkham, 2005). La HA de un suelo representa entonces todo el contenido de agua que se encuentra en el suelo entre CDC y PMP.
Capacidad de Aire
La capacidad de aire (CA), está determinada por la densidad aparente del suelo y el nivel de retención de agua a CDC. Suelos con compactaciones elevadas no presentan suficiente espacio poroso, ya sea para almacenar agua o aire. Como el suelo en su composición posee poros, los que pueden estar llenos de agua o de aire, el equilibrio entre estos dos elementos afecta
significativamente a la capacidad de aire de un suelo. Para el buen desarrollo de cualquier cultivo, el suelo debe presentar como mínimo un 11% de sus poros con aire. Dexter (1988), plantea como rango limite, entre un 10% a 15% de macroporos para permitir una adecuada respiración e intercambio de oxigeno y dióxido de carbono del suelo con la atmosfera. La presencia de aire en los poros del suelo, ayuda al correcto metabolismo radical (Archer et al., 1971). En el estudio de Gaultney (1981), sobre el efecto de la compactación en el rendimiento del cultivo de maíz, éste menciona que la compactación de los suelos puede reducir el rendimiento del cultivo en un 25%.
Resistencia a la penetración
La resistencia a la penetración representa la fuerza requerida para introducir la punta cónica de un penetrómetro a través del suelo, expresado en Megapascales (MPa).Un registro común de esta propiedad es el índice de fuerza del suelo llamado índice de cono (IC). La compactación de suelo puede reducir los rendimientos de los cultivos en un 10%. El penetrómetro simula el esfuerzo de la raíz de una planta por elongarse en el perfil de suelo. La penetración de las raíces en un suelo se reduce linealmente con el aumento de la resistencia a la penetración, hasta que se llega a una resistencia de 2,07 MPa (300 psi), donde casi ninguna raíz puede penetrar. Esto es igual para suelos húmedos y secos, independiente de la textura del suelo. La falta de labranza de los suelos, afecta en gran medida a la resistencia a la penetración de los suelos (Duiker, 2013). En la mayor parte de las especies cultivadas, el crecimiento de raíces se verá afectado mientras la resistencia a la penetración sea mayor a 1,4 MPa. El penetrómetro de punta cónica es recomendado para proporcionar un método estandarizado de caracterización de la resistencia a la penetración de los suelos (Riedell et al, 2004).
Foto 1. Penetrómetro utilizado para determinar de la resistencia a la
penetración vertical.
En el Cuadro 8, se presenta valores interpretativos de resistencia a la penetración medido en condiciones de capacidad de campo.
Cuadro 8. Categorización de la resistencia a la penetración.
Categoría de Resistencia Resistencia (Mpa)
Extremadamente Baja < 0,01 Muy baja 0,01 - 0,1 Baja 0,1 - 1 Moderada 1 - 2 Alta 2 - 4 Muy alta 4 - 8 Extremadamente alta > 8
Con respecto a la resistencia a la penetración horizontal (RPH), la literatura especializada indica que la RPH disminuye a medida que aumenta el contenido de agua en el suelo, lo cual ha sido reportado tanto en condiciones de laboratorio como en condiciones de campo (Shafiq et al., 1994).
2.3 Caracterización de propiedades Físico-Hídricas del suelo y crecimiento de raíces en maíz cultivado bajo riego por surcos en la Región de O’Higgins
Se caracterizaron las propiedades físico-hídricas del suelo cultivado con maíz grano, evaluando en paralelo la distribución de raíces en el perfil en siete predios ubicados en: Santa Julia, Graneros; El Carmen, San Fernando; San José de Pataguas, San Vicente de Tagua-Tagua; La Gloria, Nancagua; Las Arañas, Chépica; Santa Amelia, Pichidegua y Rincón de Yáquil, Santa Cruz de la Región de O’Higgins.
En la Figura 6 se presenta la ubicación de los siete predios estudiados en el mapa de la Región de O’Higgins.
Figura 6. Mapa de la Región de O’Higgins con los siete sitios estudiados. En cada predio se realizó tres calicatas, excavadas en suelo a CDC, situadas sobre la hilera de siembra, dejando la planta de maíz en el centro de la calicata.
En cada calicata se evaluó:
• Densidad aparente y contenido gravimétrico de agua en el suelo.
• Densidad real.
• Humedad aprovechable del suelo. • Resistencia a la penetración. • Textura de suelo.
• Densidad de raíces. • Rendimiento.
En el Cuadro 9 se presenta los porcentajes arena, limo y arcilla de
los siete predios bajo estudio.
Cuadro 9. Clase textural y porcentajes de arcilla, limo y arena de siete
predios de la Región de O’Higgins.
Localidad (cm)Prof. Arcilla (%) Limo (%) Arena (%) Rango de clase textural
Santa Julia
0-20 34,47 51,33 14,2 Franco Arcillo limoso 21-40 25,23 34,47 40,3 Arenoso a Franco Arcillo limoso 41-60 34,03 46,67 19,3 Franco Arcilloso a Arcillo Limoso S. José de
Pataguas
0-20 51,1 40,65 8,25 Arcillo Limoso 21-40 58,65 33,15 8,2 Arcilloso a Arcillo limoso
41-60 69,65 26,2 4,15 Arcilloso
Santa Amelia 21-400-20 15,63 18,13 66,2312,4 10,5 77,1 Franco ArenosoFranco Arenoso 41-60 13,87 18,47 67,67 Franco Arenoso El Carmen 21-40 11,43 41,570-20 11,43 38,97 49,647 Franco Limoso a Franco ArenosoFranco a Franco Arenoso
41-60 11,97 40,53 47,5 Franco
La Gloria 21-40 38,370-20 34,3 52,03 13,6750 29,03 Franco Arcillo Limoso a Arcillo LimosoFranco Arcillo Limoso 41-60 29,95 58,95 11,1 Franco Arcillo Limoso a Limoso Las Arañas 21-40 37,03 43,53 19,430-20 36,37 44,77 18,87 Franco Arcilloso a Franco Arcillo LimosoFranco Arcilloso a Franco Arcillo Limoso
41-60 36,7 42,37 20,93 Franco Arcilloso a Franco Arcillo Limoso Rincón de
Yáquil
0-20 30,6 50,77 18,63 Franco Arcillo Limoso a Franco Arcilloso
21-40 50 36,7 13,3 Arcilloso
41-60 50,2 34,77 15,03 Arcilloso
El predio San José de Pataguas, presentó los porcentajes más elevados de arcilla y los más bajos de arena, mientras que el predio Santa Amelia presentó los valores más elevados de arena y los más bajos de arcilla. Las clases texturales se mantuvieron en rangos semejantes en las distintas profundidades. En los casos San
José de Pataguas y Santa Amelia, se evidenció la predominancia de arcilla y arena respectivamente, lo cual llevó a que su rango de clase textural fuese más acotado. El predio Santa Amelia, presentó proporciones de los tres separados en rangos muy parecidos en las tres profundidades estudiadas, lo cual permitió clasificar todo el perfil en la textura Franco arenoso. Los predios Santa Amelia y El Carmen presentaron clases texturales muy similares, en un rango entre Franco y Franco Arenoso, con los valores de CDC y PMP más bajos.
2.4 Densidad de raíces y rendimiento de los predios bajo estudio En el Cuadro 10 se presenta la densidad de raíces (Rai), a tres profundidades en siete predios diferentes con el rendimiento promedio del sitio.
Cuadro 10. Densidad de raíces (Rai) y rendimiento a tres profundidades en siete
predios cultivados con maíz grano en la Región de O’Higgins.
Localidad Prof. (cm) Rai. (mg cm−3) % Raíces Rendimiento (g/pl)
Santa Julia
0-20 1,45 65,32
118,66 21-40 0,66 29,73
41-60 0,11 4,95
San José de Pataguas 21-400-20 2,390,7 73,5421,54 176,32 41-60 0,16 4,92 Santa Amelia 21-400-20 1,110,12 88,89,6 120,08 41-60 0,02 1,6 El Carmen 0-20 0,72 57,14 143,03 21-40 0,34 26,98 41-60 0,2 15,87 La Gloria 21-400-20 0,580,19 68,2422,35 111,72 41-60 0,08 9,41 Las Arañas 21-400-20 0,391,5 76,1419,8 149,87 41-60 0,08 4,06 Rincón de Yáquil 0-20 1,53 81,82 126,22 21-40 0,22 11,76 41-60 0,12 6,42
Densidad raíces, n= 9 (3 cilindros por calicata, 3 calicatas por predio) Rendimiento, n=30 (10 mazorcas por calicata, 3 calicatas por predio)
En el Cuadro 10, se puede apreciar la importancia de los primeros 20 cm de suelo, pues esta porción del suelo alojó a más del 50% de las raíces, incluso llegando a alojar al 88%, como es el caso del sitio Santa Amelia. El sitio El Carmen es el que presentó la distribución de raíces más equitativa, llegando a tener un 15,8% de sus raíces a 60 cm de la superficie. En cambio en el predio Santa Amelia, claramente se concentraron sus raíces en superficie, y a 60 cm sólo alojó el 1,6% de estas.
La mayor densidad de raíces coincide con el mayor rendimiento de maíz, para la profundidad 0-20 cm. De igual manera, la menor densidad de raíces coincidió con el rendimiento más bajo. Fue significativa la importancia de la densidad de raíces en la estrata superficial del suelo, porque en esta zona se presentó la mayor densidad que en profundidad.
2.5 Porosidad total y capacidad de aire
En el Cuadro 11 se presenta la Porosidad total (P), y la Capacidad de Aire (CA), de los siete predios a tres profundidades de suelo.
Cuadro 11. Porosidad y Capacidad de Aire a tres profundidades en siete
predios cultivados con maíz grano en la Región de O’Higgins.
Localidad Prof. (cm) Rai. (mg cm−3) % Raíces Rendimiento (g/pl)
Santa Julia 21-400-20 0,430,39 0,150,06 118,66
41-60 0,39 0,02
San José de Pataguas 21-400-20 0,590,66 0,150,17 176,32
41-60 0,75 0,15 Santa Amelia 21-400-20 0,380,39 0,140,16 120,08 41-60 0,37 0,15 El Carmen 21-400-20 0,480,42 0,170,13 143,03 41-60 0,41 0,13 La Gloria 21-400-20 0,390,39 0,120,08 111,72 41-60 0,41 0,09 Las Arañas 21-400-20 0,380,36 0,080,04 149,87 41-60 0,39 0,07 Rincón de Yáquil 21-400-20 0,430,4 0,050,03 126,22 41-60 0,4 0,01
Es conocido que la porosidad total (P), condiciona la capacidad de aire (CA), de un suelo. Al haber menos poros, se reduce la capacidad de un suelo de contener agua o aire. La P fue claramente mayor en el predio San José de Pataguas, en todas las profundidades estudiadas presentando además los valores más altos de CA. El resto de los predios mostraron menor relación entre estos dos factores, como fue el sitio Rincón de Yáquil, el que presentó una P similar a la de otros predios pero aún así, fue el que presentó los valores más bajos de CA.
En el Cuadro 12, se presenta la densidad aparente (Da), resistencia a la penetración horizontal (RPH) y el índice de cono (IC).
Cuadro 12. Densidad aparente, resistencia a la penetración horizontal
y el índice de cono de siete predios de la Región de O’Higgins.
Localidad Prof. (cm) Da (g cm−3) RPH (MPa) IC (MPa)
Santa Julia 21-400-20 1,451,53 1,461,84 3,49
41-60 1,59 1,69 4,98
San José de Pataguas 21-400-20 0,970,78 0,731,12 3,65
41-60 0,57 0,79 4,68 Santa Amelia 21-400-20 1,691,71 0,951,63 3,53 41-60 1,7 2,1 3,93 El Carmen 0-20 1,35 0,49 21-40 1,52 2,83 4,03 41-60 1,52 3,93 4,75 La Gloria 21-400-20 1,561,58 1,771,63 3,01 41-60 1,57 1,4 3,91 Las Arañas 21-400-20 1,581,64 1,450,9 2,31 41-60 1,57 1,09 3,61 Rincón de Yáquil 21-400-20 1,471,6 0,520,85 3,41 41-60 1,62 1,52 4,77
Densidad aparente, n=9 (3 cilindros por calicata, 3 calicatas por predio)
Resistencia a la penetración horizontal, n=6 (2 repeticiones por calicata, 3 calicatas por predio) Índice de Cono, n= 12 (4 repeticiones por calicata en 3 calicatas por predio)
Las Densidades aparentes (Da) fueron relativamente altas en todos los predios, a excepción de San José de Pataguas, que presentó
Da bajo 1,0 g cm−3 en todo el perfil. El predio Santa Amelia tuvo
los valores más altos de Da, evidenciando un suelo con los más altos índices de compactación. Densidades aparentes elevadas como se presentan en seis de los siete sitios estudiados, causan problemas de compactación de suelo, los que repercuten en el rendimiento, disminuyéndolo. Como indica la literatura, la raíz no podrá penetrar un suelo con valores de Índice de cono (IC), cercanos a 5,3 MPa (300 psi) y el sitio Santa Julia bajo los 40 cm de profundidad, presentó valores cercanos a este umbral, evidenciando serios niveles de compactación de suelo. Los problemas más serios de IC para todos los sitios se presentaron a 60 cm de profundidad, donde el valor fue más elevado. La Resistencia a la penetración horizontal (RPH) presenta más de la mitad de los sitios con los valores más elevados a la profundidad 21-40 cm, evidenciando una capa compactada con serios problemas de resistencia hacia el crecimiento de raíces (Pie de arado).
Foto 2. Determinación de la densidad aparente mediante
Foto 3. Determinación de la resistencia a la penetración horizontal. 2.6 Influencia de la densidad de raíces sobre el rendimiento del maíz.
En el Cuadro 13, se presenta la relación entre la densidad de raíces por profundidad con el rendimiento del maíz.
Cuadro 13. Coeficiente de correlación y regresión de la densidad
de raíces (Rai) con el rendimiento.
Propiedad física Profundidad (cm) R R2
Rai 0-20 0,71 0,5
Rai 21-40 0,59 0,35
Rai 41-60 0,53 0,28
Se puede observar que una alta densidad de raíces se genera mayor rendimiento del cultivo, especialmente en el horizonte superficial (0-20 cm), correlación que disminuye en profundidad. Esto indica que las raíces de los primeros 20 centímetros son esenciales para el buen arraigamiento del cultivo, subrayando la importancia de una buena preparación de suelos en este horizonte previo a la siembra del maíz.
La Figura 10, presenta la relación entre el rendimiento del cultivo de maíz en los siete predios estudiados frente a la densidad de raíces. A mayor densidad de raíces, el cultivo de maíz alcanza un mayor rendimiento.
Figura 10. Relación entre densidad de raíces (g cm−3) y rendimiento por
planta (g pl−1), en siete suelos cultivados con maíz en la Región de O´Higgins.
El Cuadro 14, presenta los coeficientes de correlación y regresión entre el rendimiento de los siete predios evaluados con distintas propiedades físicas del suelo.
Cuadro 14. Coeficiente de correlación y de regresión entre el rendimiento del sitio
analizado (g/pl) y la densidad aparente, porosidad, capacidad de campo in situ humedad aprovechable in situ y % de arcilla.
Propiedad física Prof. (cm) R R2
Da 0-20 -0,78 0,61 21-40 -0,79 0,62 41-60 -0,83 0,69 P 0-20 0,77 0,59 21-40 0,77 0,6 41-60 0,81 0,65 CDC in situ 0-20 0,75 0,56 21-40 0,67 0,44 41-60 0,67 0,45 HA in situ 0-20 0,52 0,27 21-40 0,85 0,72 41-60 0,87 0,75 % Arcilla 0-20 0,47 0,22 21-40 0,45 0,2 41-60 0,58 0,33
La significancia de la relación entre rendimiento y Da, aumentó a medida que aumenta la profundidad. Los mejores rendimientos se alcanzaron en sitios con menor Da, aunque en los sitios estudiados los niveles de compactación del suelo fueron mayoritariamente altos. Una alta densidad aparente se relaciona con una menor cantidad de poros, menor infiltración del agua en el perfil y reducida capacidad de aire, lo cual tiene como consecuencia un menor desarrollo radicular.
Es importante señalar que la Da medida en los siete predios se encontró en un rango similar a los reportados en Pakistán, donde se efectuó un ensayo en nueve sitios con diferentes niveles de compactación. En este estudio, el sitio con menor y mayor
compactación, presentaron Da equivalente a 1,54 g cm−3 y
1,71 g cm−3, respectivamente. La Da en este estudio estuvo
muy relacionada con la producción de grano en maíz, pues su aumento repercutió negativamente en el crecimiento de raíces, altura de planta y rendimiento (Ramazan et al., 2007).
La relación entre la porosidad del suelo y el rendimiento aumentó a medida que el suelo se hace más profundo. Esto se explica porque una buena porosidad facilita el flujo de oxígeno hacia las raíces ubicadas en profundidad. Mientras mayor sea la porosidad del suelo, mayor será el rendimiento obtenido. En este estudio la mayoría de los sitios presentaron porosidades bajas en profundidad, y como consecuencia, los rendimientos fueron inferiores al potencial reportado.
La CDC in situ al igual que la Da y P, tiene una correlación importante con respecto al rendimiento del cultivo. Esta relación va disminuyendo a medida que aumenta la profundidad del suelo, pero siempre se mantiene con valores altos. En general, a mayor CDC in situ, se obtiene un mayor rendimiento de maíz grano. Los valores de HA in situ muestran una buena correlación con el
rendimiento, especialmente en profundidad (R2 = 0,75, 41-60 cm
de prof.). Este nuevo parámetro definido a partir de una medición de campo (CDC in situ) y complementado con laboratorio (PMP),
puede ser de gran utilidad en el manejo y programación de riego, aportando una mejor valoración de la retención de agua en el perfil de este.
La Figura 8 presenta la relación entre el rendimiento y la HA disturbada y el rendimiento y HA in situ.
Figura 8. Relación entre la humedad aprovechable disturbada e in situ
(cm3 cm−3) y rendimiento por planta (g pl−1), en siete suelos cultivados con maíz en la Región de O´Higgins.
Como se aprecia en el gráfico, la HA in situ, presentó una mejor relación con el rendimiento que la HA disturbada. Esta mejor relación entre la HA in situ con el rendimiento, se explica porque la muestra de suelo utilizada presenta su estructura natural, con sus macro y micro poros sin disturbar, mientras que para HA disturbada estas propiedades se ven alteradas al ser calculada con la CDC obtenida en laboratorio con la muestra disturbada y tamizada. Otro factor que podría influir aun más, sería el poder obtener el límite inferior, PMP, en campo. Así la muestra presentaría en su totalidad las propiedades físicas y estructurales correspondientes a la realidad de lo que ocurre en campo.
El separado textural de mayor correlación con el rendimiento del cultivo es la arcilla, que presenta coeficientes de regresión mayores que el limo y arena, relación que persiste en profundidad.
Esta relación podría explicarse porque las arcillas contribuyen en la retención de agua en mayor proporción que los limos y arenas, resultando en un suelo con mayor disponibilidad de agua para el cultivo. Además, las arcillas junto con la materia orgánica, están relacionadas con la estructuración del suelo, e influyen en la capacidad de intercambio catiónico, propiedades de un suelo que tienen gran importancia en el rendimiento del cultivo.
2.7 Conclusiones
De este trabajo se pueden extraer las siguientes conclusiones: • Se encontró que el rendimiento en cada sitio estudiado
está muy relacionado con el desarrollo de raíces en el perfil, especialmente en los primeros 20 cm de suelo.
• Entre las propiedades físicas del suelo más relevantes para la producción del cultivo de maíz, están la Da del suelo, relacionada con la Porosidad, y la CDC in situ del suelo. Además, pero en menor grado, el rendimiento del cultivo del maíz se relacionó con el contenido de Arcilla del perfil de suelo.
• Por otro lado, las propiedades menos relevantes para la producción de maíz fueron la CDC y PMP disturbada, y su derivada la HA estimada. La CA, RPH, IC y los porcentajes de Limo y Arena.
• Todos, a excepción del predio San José de Pataguas, presentaron Da por sobre el rango adecuado, lo cual repercute en niveles de compactación que limitan el desarrollo de raíces y la producción del cultivo.
• La relación entre el rendimiento del cultivo y la HA es mejor cuando la muestra no ha sido disturbada y presenta todas sus propiedades naturales sin modificaciones.
• Estos resultados determinan que sea necesario diferenciar efectos sobre el manejo del riego y el manejo de la compactación.
Literatura Citada
Archer, J. y Smith, P. 1971. “The relation between Bulk Density, Available Water
Capacity and Air Capacity of Soils”.” Journal of Soil Science”. 1971. p. 475-480.
Dexter, A. 1988. Advances in characterization of soil structure. Soil & Tillage Research
11: p. 199-238.
Duruoha, Ch.; Piffer, R. y Silva, P., 2007. “Corn (Zea mays) Root Length Density and
Root Diameter as affected by Soil Compactation and Soil Water Content”. Irriga, Botucatu v. 12 n.1, p. 14-26, janeiro-março, 2007.
Duiker, W. 2013. “Diagnosing Soil Compactation Using a Penetrometer (soil
compactation tester)”. “Penn State Extension, College of Agricultural Science”. USA: 2013.
FAO. 2009. “Guía para la descripción de los suelos.” Organización de la Naciones
Unidas para la Agricultura y la alimentación, Roma, 2009. Cuarta Edición. Roma: 2009, p. 21-66.
Gaultney, L.; Krutz, G.; Steinhardt, G. y Liljedahl, J. 1981. “Effects of Subsoil
Compaction on Corn Yields”. ASAE Paper No. 80-1011.
Kirkham, M. 2005. “Field Capacity, Wilting point, Available Water and the
Non-Limiting Water Range”. In: “Principles of Soil and Plant Water Relations”. USA: Elsevier Academic Press, 2005.
Riedel, W.; Pikul J.; Osborne, S. y Schumacher, T. 2004. “Soil/Water Research”. South
Dakota University. “2004 Progress Report”. USA: Agricultural Experiment Station, Plant Science Department, 2004.
Shafiq, M.; Hassan, A. y Ahmad, S. 1994. “Soil Physical properties as influenced by
compaction under laboratory and field conditions”. “Soil & Tillage Research”. Elsiever Science, USA, 1994, p. 13-22.
Unger, P. y Kaspar, T. 1994. “Soil Compaction and Root Growth: A Review”. “Agronomy
CAPITULO 3
Fracción de Agua No Limitante para el
Cultivo del Maíz
Alejandro Antúnez B. Sofía Felmer E. Marcelo Vidal S. Patrick Mac Kinnon del P.
Ing. Agrónomo, Ph.D Ing. Agrónomo Ing. Agrónomo Ing. Ejecución Agrícola
[email protected] INIA Rayentué
3.1 Fracción de Agua No Limitante
La Fracción de Agua No Limitante (LLWR, del inglés non-limiting water range) es el contenido de agua que no afecta al crecimiento radical, y está representado por un límite superior e inferior de agua fácilmente aprovechable por las raíces. El límite superior está representado por el contenido mínimo de aire del perfil que permita el normal desarrollo de raíces. Se ha establecido que la mínima porción de aire en el suelo permitiendo el crecimiento de raíces es del 11%, aunque algunos cultivos que manifiestan asfixia radical por falta de oxígeno en el perfil de suelo, son sensibles en un rango entre 15 y 25% de aireación.
El límite inferior, está representado por la resistencia máxima que la raíz de un cultivo es capaz de tolerar para crecer y desarrollarse. De esta forma, a medida que el suelo se va secando, la resistencia a la penetración del suelo aumenta, a tal punto que dificulta el crecimiento radical, siendo este valor cercano a 2 MPa o superior en especies más tolerantes, y también según la cantidad de arcilla que posea el suelo.
La Figura 9, muestra la gráfica referencial de la Fracción de Agua No Limitante
(Adaptado de: Da Silva, Kay y Perfect, 1994)
Figura 9. Representación gráfica de la Fracción de Agua No Limitante (LLWR) a
La Figura 9, representa el esquema gráfico del LLWR, comprendido en el área achurada. Se observa, la disminución de la amplitud del LLWR al aumentar Da (Densidad aparente), hasta llegar a un
valor de cero, llamado Da crítica (con una Da de 1,45 Ton m−3),
donde el límite superior e inferior se interceptan. El límite superior corresponde a CDC (contenido volumétrico de agua en el suelo a capacidad de campo) hasta que es interceptada por
a (contenido volumétrico de agua en el suelo con un 11% de
poros con aire). Esto a una Da aproximada de 1,4 Ton m−3, y el
límite inferior corresponde a RP (contenido volumétrico de agua en el suelo a resistencia a la penetración equivalente a 2,0 MPa en este trabajo). La curva PMP (contenido de agua del suelo a punto de marchitez permanente) no tiene ninguna incidencia en la determinación del LLWR.
Un suelo con condiciones físicas pobres, requiere un cuidadoso manejo para no restringir el desarrollo de los cultivos. Estos suelos, generalmente poseen un rango estrecho de LLWR, al contrario de un suelo con buena calidad física, que requiere un manejo menos estricto para lograr obtener un buen crecimiento y desarrollo de los cultivos, el cual generalmente ostentará un amplio LLWR. Así, cada suelo presentará su propio LLWR, de acuerdo a sus características físico-hídricas, el que puede afectarse en el tiempo de acuerdo a sus condiciones de manejo.
Siendo el LLWR un reflejo de la disponibilidad de agua fácilmente aprovechable por las plantas en un determinado tipo de suelo, el concepto puede ser empleado no sólo como un indicador de calidad de un suelo. También, puede serlo como un parámetro fundamental para realizar programaciones de riego, buscando siempre mantener la humedad del suelo dentro de los límites del LLWR.
